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Thèse soutenue

Analyse haute résolution spatiale par spectrométrie des pertes d'énergie d'électrons transmis : application en microélectronique à la caractérisation de couches minces (inférieur à 8NM) d'oxydes nitrurés

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Auteur / Autrice : Cécile Bernardi
Direction : Yves Cros
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microélectronique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

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Ce travail evalue la potentialite de la microanalyse par spectrometrie de perte d'energie, couplee a un microscope electronique en transmission dote d'un canon a effet de champ, pour caracteriser chimiquement des structures de la microelectronique. Cette etude est principalement axee sur la caracterisation d'oxydes nitrures (e#o#x>8 nm). Apres avoir presente la methode experimentale que nous avons etablie pour obtenir des profils de concentration, nous montrons qu'avec cet outil de caracterisation, il est possible de: detecter l'azote dans une matrice de silice, avec une limite de detection de 4 10#2#0at/cm#3, d'atteindre une resolution spatiale de 0,8 nm 0,04 nm (pour une taille de sonde de 0,6 nm), d'etablir sans difficulte des profils de concentrations dans des couches minces (inferieures a 4 nm). Nous presentons et commentons ensuite les profils de concentration d'azote que nous avons etablis sur des oxydes nitrures soit sous nh#3, soit nous no. Pour situer et apprecier les resultats, nous les comparons avec les mesures donnees par deux techniques de surface: l'auger ou le sims. Nous montrons en particulier que si la spectroscopie auger permet d'atteindre une limite de detection en concentration equivalente a celle obtenue par spectrometrie de perte d'energie, elle conduit a etablir des profils moins precis en profondeur, donnant une information plus globale sur la repartition de l'azote dans les couches. Le sims est une methode plus sensible que la notre pour la detection de l'azote ; cependant, la spectrometrie de perte d'energie permet de rendre compte avec une bonne precision de fluctuations locales de composition. En conclusion, la configuration experimentale que nous avons etudiee est a l'heure actuelle l'unique methode permettant une analyse chimique locale des elements legers sur un circuit electronique, avec une resolution spatiale inferieure au nanometre